Painel de Controlo Industrial (ICP)

Um quadro elétrico (Industrial Control Panel) tem de cumprir diversos requisitos de segurança, em função da sua área de aplicação, finalidade de utilização e condições ambientais, para poder ser ligado à rede elétrica dos Estados Unidos. Uma etiqueta UL adequada serve, neste contexto, como prova reconhecida de que o quadro de comando foi testado e certificado de acordo com as normas relevantes.

O que se entende por «painel de controlo industrial»?

Um Painel de Controlo Industrial (ICP) designa um quadro elétrico industrial ou um painel de controlo industrial. De acordo com o Código Elétrico Nacional (NEC), trata-se de um conjunto composto por, pelo menos, dois componentes que fazem parte de um circuito de potência ou de controlo, ou de uma combinação de ambos. A definição abrange instalações com uma tensão nominal máxima de 600 volts.

Disposições legais e normas

Na América do Norte, aplicam-se normas de segurança e padrões técnicos específicos aos Painéis de Controlo Industrial (ICP). Nos EUA, devem ser tidos em conta, em particular, os requisitos do Código Elétrico Nacional (NEC), nomeadamente o artigo 409.º e a secção 110.3(B) da norma NFPA 70.

Os armários de distribuição que não cumpram os regulamentos em vigor ou que não possuam prova de conformidade suficiente podem ser rejeitados pelas autoridades de controlo competentes, as Authorities Having Jurisdiction (AHJ). Para os fabricantes, isto pode acarretar custos adicionais consideráveis.

Entre as normas técnicas mais importantes contam-se a UL 508A, relativa aos quadros elétricos industriais nos EUA, e a CSA C22.2 n.º 14, relativa ao mercado canadiano. Estas normas constituem uma base essencial para a conceção e certificação, em conformidade com os requisitos de segurança, dos painéis de controlo industriais.

Programa de certificação UL para painéis de controlo industrial

A Underwriters Laboratories (UL) conta-se entre as principais organizações de ensaio e certificação para o mercado norte-americano. Através do Programa Industrial Control Panel Shop (Programa ICP), a UL oferece aos fabricantes de armários de controlo a possibilidade de marcar tanto os armários fabricados à medida como os produzidos em série, de acordo com os requisitos UL em vigor.

Após a admissão bem-sucedida no programa, os fabricantes qualificados podem apor de forma autónoma os respetivos símbolos de certificação UL para os EUA e o Canadá nos seus quadros elétricos. O pré-requisito é que os produtos cumpram os requisitos estabelecidos e que os fabricantes satisfaçam as inspecções regulares da UL. No entanto, isso não os torna, por si só, um organismo de certificação independente.

Na Alemanha, apenas um número limitado de fabricantes de armários elétricos dispõe da devida autorização de participação.

Requisitos de certificação para painéis de controlo industrial

O selo de certificação UL demonstra às autoridades reguladoras, aos projetistas e aos organismos de certificação que um Painel de Controlo Industrial (ICP) foi testado e certificado de acordo com as normas de segurança aplicáveis. O programa ICP facilita aos fabricantes o caminho para a certificação UL e, ao mesmo tempo, permite uma conceção flexível dos armários de controlo. Para uma execução em conformidade com a UL, a seleção de componentes adequados é fundamental. Nesse contexto, devem ser utilizados, sempre que possível, componentes já certificados com a marca UL.

Os painéis de controlo industrial destinados ao Canadá também podem obter a certificação UL, desde que cumpram os requisitos canadenses em vigor. Através de acordos específicos entre a UL e a Canadian Standards Association (CSA), é facilitado o reconhecimento de determinados ensaios e certificações. Da mesma forma, os quadros elétricos destinados ao mercado norte-americano podem obter uma certificação CSA adequada.

Para ambos os mercados, estão disponíveis diferentes marcas de certificação UL e CSA, que indicam o âmbito de aplicação respetivo da certificação. A tabela seguinte apresenta as marcas correspondentes.

Conceção e construção de um painel de controlo industrial

O desenvolvimento de um Painel de Controlo Industrial (ICP) começa com a definição de todas as especificações técnicas, requisitos operacionais e normas relevantes. Com base nisso, são elaborados esquemas elétricos detalhados que representam, entre outros aspetos, a cablagem, os circuitos elétricos, os componentes de controlo e outros pormenores técnicos. Estes esquemas, também designados por «Wiring Diagrams», constituem a base para a subsequente conceção e fabrico do quadro elétrico.

Na conceção e no desenho de um painel de controlo industrial, é necessário ter em conta diversos aspetos técnicos e relacionados com a segurança. Entre os critérios mais importantes contam-se:

• Caixa e espaço necessário

A escolha do invólucro adequado para o quadro elétrico depende das respetivas condições de utilização e ambientais. Consoante o domínio de aplicação, o invólucro do quadro de comando deve cumprir determinados requisitos no que diz respeito ao grau de proteção, às dimensões e à resistência.

• Dimensionamento do fio

No dimensionamento dos cabos, devem ser tidas em conta, em especial, as correntes de carga que ocorrem. A secção transversal do condutor deve permitir uma transmissão segura da corrente, enquanto a proteção contra sobrecorrente associada deve estar adaptada ao dimensionamento dos cabos. Desta forma, pretende-se evitar um aquecimento inadmissível dos cabos e possíveis riscos de incêndio.

• Tipos de componentes

Na seleção de componentes adequados, para além da sua função, os valores nominais elétricos e as dimensões necessárias desempenham também um papel importante. Em particular, a tensão e a capacidade de corrente influenciam o dimensionamento. Além disso, as normas UL em vigor contêm especificações concretas relativas aos materiais de cablagem, à identificação dos condutores e às secções transversais necessárias dos condutores.

• Componentes de controlo

Para o controlo de um painel de controlo industrial, são utilizados diversos componentes, tais como relés, relés temporizados e bornas de ligação. Na sua seleção, recomenda-se a utilização de componentes tão simples e fiáveis quanto possível, que cumpram os requisitos funcionais e de segurança.

• Circuitos

Os circuitos de comando determinam os processos e as funções dos componentes elétricos ligados. Frequentemente, por razões de segurança, são alimentados com uma tensão inferior à dos circuitos principais. Os transformadores de comando (CPTs) ou fontes de alimentação adequadas encarregam-se de ajustar a tensão de alimentação à tensão de comando necessária.

• Responsável pelo abastecimento

O dimensionamento dos cabos de alimentação deve ser adaptado às cargas elétricas previstas. Para tal, é necessário ter em conta uma capacidade de corrente suficiente e os requisitos de segurança em vigor, a fim de garantir um fornecimento de energia fiável ao quadro elétrico.

• Proteção contra sobrecorrente

Já durante a fase de conceção, é necessário definir de que forma será implementada a proteção contra sobrecorrentes. Os dispositivos de proteção necessários podem ser instalados no interior ou no exterior do armário de comando, dependendo da configuração da instalação. Caso se pretenda que o armário seja aberto o menos possível, pode ser aconselhável um dispositivo de proteção acessível a partir do exterior. A execução concreta depende dos requisitos técnicos e normativos.

• Dispositivos de comando

Para o comando de um painel de controlo industrial, estão disponíveis vários elementos, entre os quais botões de pressão, luzes de sinalização, instrumentos de indicação, interruptores e interfaces de comando modernas com ecrã tátil. As interfaces homem-máquina (IHM) complexas oferecem funcionalidades adicionais, mas requerem frequentemente hardware e software adicionais. É fundamental que o design seja claro e intuitivo, de modo a satisfazer todos os requisitos operacionais.

Caso seja necessária uma função de paragem de emergência para a máquina ou instalação, esta deve ser implementada de acordo com as normas de segurança em vigor. Para o efeito, são frequentemente utilizados elementos de acionamento vermelhos, em forma de cogumelo, com fundo amarelo e função de bloqueio. Os requisitos da OSHA (Occupational Safety and Health Administration), a autoridade norte-americana de segurança no trabalho, devem também ser tidos em conta na conceção técnica de segurança.

• Rotulagem

Uma identificação clara e duradoura de todos os cabos, terminais e componentes relevantes facilita a instalação, a verificação e a manutenção do quadro elétrico. Ao mesmo tempo, contribui para evitar erros durante as reparações e os trabalhos de manutenção. Por conseguinte, as inscrições utilizadas devem ser adequadas às respetivas condições ambientais e suficientemente resistentes a danos ou ao desbotamento.